低量Gd^3＋／Fe^3＋共掺杂TiO2制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在煅烧温度540℃制备了纯的和不同Gd^3＋／^3＋共掺杂的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征。研究了Gd^3＋／Fe^3＋共杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd^2＋／Fe^3＋共掺杂对纳米TiO2的光催化活性。结果表明,与纯TiO2相比,适量共掺杂Gd^3＋／Fe^3＋可以显著提高其光催化活性。当Gd^3＋／Fe^3＋共掺杂量为0．04％／0．04％,Ti02纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为89．96％,其金红石相含量为32％,平均晶粒粒径为30nm,Gd^3＋／Fe^3＋共掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸这两方面均有利于提高光催化活性。     

低量Y3+掺杂对TiO2光催化活性的影响

利用溶胶-凝胶法在煅烧温度600 ℃制备了不同Y3 掺杂量的纳米TiO2粉体,并用XRD技术对样品进行了表征.研究了Y3 掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Y3 掺杂对纳米TiO2的光催化活性.结果表明,适量掺杂Y3 可以提高其光催化活性.当Y3 掺杂量为0.04%, 纳米TiO2粉体的光催化活性最佳,降解率为94.6%,其金红石相含量为9.8%,平均粒径为12 nm,Y3 掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸这两方面均有利于提高光催化活性.     

掺杂钕离子纳米TiO2的制备及光催化降解水中苯酚的研究

以钛酸四丁醇为原料，采用溶胶．凝胶法制备了掺杂Nd^3＋的纳米TiO2光催化剂，探讨了掺杂对二氧化钛光催化活性的影响。通过X射线衍射（XRD），透射电镜（XRD）对制备的Md^3＋掺杂TiO2样品的相组成和晶粒大小进行了分析，并以苯酚为降解对象，考察了不同掺杂浓度，不同热处理温度下掺杂TiO2对苯酚的光催化降解效果。结果表明：掺杂Nd^3＋的TiO2为锐钛矿和金红石的混合晶相，Nd^3＋掺杂可阻碍TiO2的晶相转变，减小催化剂的晶粒尺寸，提高TiO2粒子的光催化活性。在本实验范围内，当Nd^3＋质量分数为0．8％（以TiO2质量计），处理温度为500℃时，TiO2光催化活性较高。与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约70％。     

光催化功能Fe_2O_3/TiO_2陶瓷的制备及其光降解特性

以九水硝酸铁和硫酸钛为原料,利用共沉淀法合成了Fe2O3/TiO2混合粉体,粉体压制成型的素坯经过高温烧结制备Fe2O3/TiO2陶瓷。通过XRD、SEM分析Fe2O3/TiO2多孔陶瓷的物相和微观结构,并通过对甲基蓝溶液(浓度为25mg/L)的降解研究其光催化性能和循环使用性能。结果表明:紫外和可见光条件下,该陶瓷第一次使用时对甲基蓝溶液的最大降解率分别是80%和94%,循环使用三次后,最大降解率分别仅下降16%和17%。所制备的Fe2O3/TiO2陶瓷具有良好的光催化性能和循环使用性能,且利于收集,可以广泛应用于污水处理。     

TiO2纳米管的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以TiO2和NaOH为原料,采用水热法制备了TiO2纳米管（titania nanotube,简称TNT）,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对TiO2纳米管的结构与形貌进行了研究,以甲基橙（Methyl Orange）为反应物,考察了TiO2纳米管光催化降解甲基橙的效果。研究结果表明：400℃焙烧时,TiO2纳米管主晶相为钛酸,500℃焙烧时,其组成为锐钛矿相;制备的TiO2纳米管可以有效的降解甲基橙,且在光催化降解中起主要作用的是锐钛矿相。     

水热法合成Sb2O3／TiO2复合光催化剂

采用温和的水热法合成Sb2O3／TiO2纳米颗粒,并利用XRD、TEM对样品的晶型和形貌进行表征;以光催化降解甲基橙反应,研究了Sb2O3／TiO2的光催化性能。结果表明,用Sb2O3复合提高了TiO2的光催化活性,在140℃、水热反应12h的条件下,合成的0．5％Sb2O3／TiO2的光催化活性最佳。     

电纺制备TiO_2纳米线及煅烧对其光催化性能的影响

以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为络合剂,与钛酸丁酯Ti（OC4H9）4反应制得前驱体溶液,采用静电纺丝法制备PVP／Ti（OC4H9）4纳米线,再在不同温度（350℃、400℃、450℃）下煅烧,得到具有光催化性能的TiO2纳米线。采用XRD、FTIR、SEM对所制备的材料进行表征,并通过对罗丹明B溶液的降解研究探讨烧煅烧温度对TiO2纳米线光催化性能的影响。结果表明,采用该方法成功制备了具有光催化性能的TiO2纳米线,当煅烧温度为400℃时,纳米线的光催化性能最好,光催化率达到56．92％。     

稀土离子(La3+,Eu3+)掺杂纳米TiO2的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Eu^3＋,La^3＋掺杂纳米TiO2粉体,并采用亚甲基蓝为目标降解物考察了稀土掺杂对TiO2光催化活性的影响。实验表明：适量的La^3＋掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为0.3 mol%;La^3＋掺杂后降解反应符合一级反应动力学,H2O2的加入会使其反应速率大大提高;0.25 mol%Eu^3＋掺杂在日光灯下较紫外灯下显示出更好的光催化活性,这可能由于Eu^3＋掺杂导致了TiO2吸收光谱范围的整体红移;通过XRD图谱分析可以看出La^3＋、Eu^3＋掺杂均可以抑制TiO2的晶型转变,减小光催化剂的平均粒径,掺杂后其平均粒径均约为10 nm,TEM结果与XRD大致吻合。     

纳米二氧化钛/石墨烯复合材料制备及其光催化性能研究

采用水热法制备纳米TiO_2/石墨烯复合材料,并研究了纳米TiO_2/石墨烯复合材料光催化性能的影响因素。通过XRD、UV-Vis、SEM和EDS等手段对样品进行了表征与分析,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,评价了纳米TiO_2/石墨烯复合材料的光催化效果。研究表明复合材料结晶良好,带隙小,在可见光下具有较好的光催化性能。水热时间、水热温度和氧化石墨烯含量对复合材料的光催化性能均产生影响。样品的光催化活性随着水热时间和氧化石墨烯含量的增加而增高;随水热温度的升高先增高后降低然后又增高。在水热时间为10 h,水热温度120℃,石墨烯含量为5%的条件下制备出的纳米TiO2/石墨烯复合材料光催化性能最好,复合材料粉末在5 h内对亚甲基蓝的降解率高达86.99%。     

镧、银离子掺杂对TiO_2光催化活性的影响

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯的TiO2纳米粒子和掺杂镧、银离子并且浓度分别为2%,5%的TiO2纳米粒子。利用XRD和UV-VIS对其进行表征,且在日光条件下,以甲基橙的光催化降解为模型反应,考察了纯的TiO2纳米粒子及不同镧、银离子掺杂浓度下的TiO2纳米粒子光催化活性。结果表明,在掺杂镧、银离子后,TiO2的本征吸收光谱比未经掺杂的出现不同程度的红移,在氧化剂的协同作用下使得甲基橙的降解效率有明显提高。     

叠层型Cu沉积TiO2复合薄膜的制备及光学性能

真空蒸镀法结合溶胶凝胶法成功地制备Cu-TiO23层复合结构薄膜.运用XRD,SEM,UV-vis等手段进行结构表征和光吸收性能测试.通过模拟可见光下制备样品对亚甲基蓝溶液降解率的变化,评定其光催化活性.结果表明:该法制备的复合结构薄膜,在未热处理时真空蒸镀的金属层为单质Cu.在723 K热处理后,沉积的Cu被氧化主要以Cu2O的形式存在,而TiO2为单一的锐钛矿晶型.823K保温2.0 h热处理后Cu2O进一步被氧化为CuO,同时出现了少量金红石型TiO2.由于Cu2O与CuO均为窄带隙的半导体,在可见光照射下会发生电子由价带向导带的跃迁,因此复合薄膜表现出明显的可见光吸收性能.降解实验的结果则表明:不同温度热处理后的复合薄膜均表现出较高的光催化活性,特别是723K热处理后的复合薄膜样品可见光催化活性最好,在可见光照射5.0 h后对亚甲基蓝溶液降解率接近100%.分析其原因认为,P型的Cu2O和CuO与n型TiO2半导体接触后,在其界面形成了纳米异质结的结合,其p-n结的内建电场抑制了光生载流予的再复合,提高了量子产率,因此使复合薄膜表现出较高的光催化性能.     

纳米氧化铜的制备及光催化降解亚甲基蓝

近年来,印染废水造成环境污染的问题日益严重。为处理印染废水,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,采用化学沉淀法制备出了纤维状和球状两种形貌的纳米氧化铜,利用XRD和SEM对样品进行表征。当催化剂投加量0.1 g、初始pH=9、亚甲基蓝初始浓度5 mg/L、质量分数为30%的H₂O₂滴加量1 mL、紫外光下反应75 min时,亚甲基蓝溶液降解率最高,且催化剂循环使用3次后,亚甲基蓝的降解率仍在88%以上,具有优良的稳定性。纳米氧化铜的形貌相同时,晶粒尺寸越小,对亚甲基蓝催化降解效果越好。相同条件下,球状纳米氧化铜催化降解亚甲基蓝的能力强于纤维状纳米氧化铜。     

制备条件对纳米TiO2晶型及其晶相含量影响的研究

分别用TiCl4，Ti(SO4)2和Ti(OC4H9)4为原料制备纳米二氧化钛粉体。用XRD和TEM对纳米二氧化钛粉体的晶型及晶粒形貌进行了分析。研究了在同一条件下制备的3种纳米二氧化钛粉体对光催化降解亚甲基蓝溶液的影响；结果表明：在相同的制备条件下，用TiCl4为原料制备的纳米二氧化钛晶型较易控制，容易得到含有一定金红石相、催化活性较高的混合晶型的纳米二氧化钛；因此，其降解效果优于其他两种。同时研究了外界条件(如分散剂、干燥方式、温度及烧结温度等)对纳米二氧化钛晶相及其含量变化的影响。实验结果为：用异丙醇做分散剂时，当分散剂与水的体积比为3时，选用冷冻干燥法可得到均分散的粒度可控的球形纳米二氧化钛晶粒。     

二氧化钛的水热制备及其催化性能评价

以工业钛液为原料,利用水热法制备二氧化钛催化剂。采用SEM、FT-IR、XPS、N2吸附脱附对样品进行表征,并对其催化性能进行考察。研究结果表明,试验所制二氧化钛具有较高的活性,对亚甲基蓝的光催化降解活性同P25接近;对NO的选择性还原反应随温度的升高,降解率呈现先增加后降低的趋势,其中450℃下的降解率最高,达到84.14%;其粒径分布为0.36~1.08μm,比表面90.47 m2/g。     

锐钛矿型纳米TiO2溶胶的低温制备及其光催化活性评价

研究了以四氯化钛和氨水为原料,在常温下通过两步法制备TiO2溶胶。TEM和XRD分析表明,TiO2溶胶粒径小于10 nm,并存在一定数量的锐钛矿型晶相结构。自然光照条件下,通过对亚甲基蓝水溶液的光催化降解试验和对新鲜馒头的防霉试验,考察了TiO2溶胶的光催化活性,同时检验了TiO2溶胶的稳定性。结果表明,TiO2溶胶具有较好的光催化活性和稳定性。     

稀土上转光剂(Y3Al5O12∶Er^3+)复合TiO2光催化剂的制备及其催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法、高温煅烧法和超声分散法制备了Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂,并对制备的样品进行了XRD和SEM表征。利用次甲基蓝水溶液模拟有机污染水,对比了单一TiO2,上转光剂Y3Al5O12∶Er^3+以及Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂的催化活性。同时讨论了煅烧温度、煅烧时间、光照射时间、光照强度以及光催化剂用量等因素对光催化剂性能的影响。结果表明,煅烧温度为550℃、煅烧时间为90 min,照射时间为150 min,光照强度为1.0 mW/cm2和催化剂的量为1.00 g/L时,Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂降解次甲基蓝表现出了最佳的催化效果。     

硝酸辅助的六方相MoO3的制备及其光催化性质

采用硝酸辅助的低温水热法成功制备了六方相三氧化钼,利用XRD,FT-IR,SEM,TG等手段对产物进行了表征。通过固体紫外-可见光谱测量了合成样品的带隙能。六方相三氧化钼在350℃下焙烧,发生不可逆相变,转变为正交相三氧化钼。以合成产物为光催化剂,研究了其对阴离子染料亚甲基蓝的降解性能,六方相和正交相三氧化钼对亚甲基蓝的降解率分别为94.6%和81.2%,六方相的光催化效果明显优于正交相。     

Synthesis and photocatalytic performance of europium-doped graphitic carbon nitride

Europium-doped graphitic carbon nitride was synthesized by an easy method and characterized by X-ray diffraction （XRD）, ultraviolet-visible diffuse reflection spectroscopy （UV-Vis DRS）, Fourier transform infrared spectroscopy （FTIR）, photolu- minescence spectra （PL） and transmission electron microscopy （TEM）. The effect of dopant concentration on the rate of photocata- lytic degradation was investigated through degrading methylene blue aqueous solution. The results indicated that the europium-doped samples all possessed increased photocatalytic activity and the optimal europium content was 0.38 wt.%. Moreover, a possible photo- catalytic mechanism for the europium-doped graphitic carbon nitride was proposed.     

Photocatalytic Activity of Nanosized TiO2 Enhanced by co-doping with Fe3+ and Nd3+ Ions

In this study, nanosized TiO2 co-doped with Fe3 and Nd3 ions was synthesized via a sol-gel method. The metallic ion doped TiO2 was thoroughly characterized with XRD and UV-vis, and the photocatalytic activity was evaluated by degrading methylene blue (MB) solution. The results indicated that TiO2 crystalline size was reduced and phase transformation of anatase to rutile was suppressed as the content of doped Nd3 ion increased in the co-doped TiO2. The UV-vis spectra of co-doped TiO2 seemed to simply overlay two spectra of single metal doped TiO2, and had significantly increased absorbance in the ranges of 400~500 nm, 565~600 nm and 730~765 nm as compared to pure TiO2. The photocatalytic activity of co-doped TiO2 was obviously enhanced, and raised about 30% compared to that of pure TiO2 as doped Nd3 content was 0.15% and Fe3 content was 0.05%, respectively. The enhanced catalytic activity was attributed to a synergistic effect of two doped ions, where doped Fe3 ion inhibited the recombination of photogenerated electron and hole, and Nd3 ion brought more surface carboxyl to promote the degradation reaction.     

氧化亚铜的复合改性及其光催化性质研究

采用简单的室温液相还原法制备了氧化亚铜微米立方块和Cu2O-ZnO复合物,利用XRD和EFSEM对产物进行了表征,研究了太阳光照下合成产物对不同类型染料的光催化降解性能。结果表明,氧化亚铜对阴离子染料有较好的降解效果,对阳离子染料降解效果不明显;Cu2O-ZnO复合物对阳离子染料亚甲基蓝的光催化活性明显高于纯的氧化亚铜,其中10%Cu2O-ZnO复合物的光催化效果最好。通过荧光光谱分析了复合物增强对阳离子染料亚甲基蓝的光催化效率的原因,探讨了Cu2O-ZnO复合物光催化反应的机理。